Розроблення узагальненого методу прогнозування ресурсу експлуатації елементів конструкцій із композиційних матеріалів при складному малоцикловому навантаженні з врахуванням пошкоджуваності
| dc.contributor.advisor | Бобир, М. І. | |
| dc.contributor.advisor | Бобырь, Н. И. | |
| dc.contributor.advisor | Bobyr, Mykola I. | |
| dc.contributor.degreedepartment | динаміки і міцності машин та опору матеріалів | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Механіко-машинобудівний інститут | uk |
| dc.contributor.researchgrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2016-05-24T11:38:13Z | |
| dc.date.available | 2016-05-24T11:38:13Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | he main result of work consists in development new physical equations theory of cyclic elastic-viscos-plasticity at complex technological and operational thermo-power loading; methods of theoretic-experimental lifetime calculation new products and residual lifetime definition of the responsible high-loaded designs elements machine-building complex different function at a stage of their operation. The new generalizing model of scattered damages accumulation kinetics in CM for complex stress state conditions, method, algorithm and the software on lifetime prediction of o objects and designs operation from CM at a stage of their design and a residual lifetime at a stage of their operation is theoretically proved. As research work result, it received: - For the first time the new phenomenological model of damage accumulation kinetics in CM for complex low cyclic loading (deformation) conditions which is based on solid mechanics, thermodynamics of irreversible processes, continuum damage mechanics, the theory of probability and mathematical statistics is developed and proved. - For the first time the power type, rupture criterion for anisotropic CM (at a stage of macrocrack initiation) developed for complex low-cyclic loading conditions. - For the first time it is established that in the conditions of repeated-variable loading (deformation) in CM pass processes of accumulation and “closure” of microdamages. The corresponding quantitative and qualitative damage parameters, which considered in the kinetic equation and rupture criterion, are established. - For the first time the matrix of additional change of volume and form of the CM RVE, which caused by scattered damage, accumulation for repeated-variable complex loading conditions received and proved. Matrix of change volume and form transformation carried out at a reverse damage process to a matrix of damage function. - Proved, for the first time, communication of damage function matrix with deformation and stress tensor. Established that the damage function matrix correlates with damage function tensor for reverse loading (deformation). - For the first time received invariant values, which characterize damage parameters in a general view of a complex stress state. They based on two rupture mechanisms: tear and shear. - For the first time received ratios for definition of “closure” factors in CM for repeatedvariable loading conditions. Established that for stress controlled low-cyclic loading the mentioned factors are higher in comparison with it for strain controlled. Established their quantitative characteristics for a number of CM depending on their main physic-mechanical characteristics. - Carried out modernization of test machines and improved the continuous diagnostics of scattered rupture kinetics technique for different trajectories of program low cyclic loading (deformation) taking into account anisotropy of the CM main physic-mechanical properties. - Developed the method, algorithm and software (based on FEM) on lifetime prediction of designs elements from CM on parameter of low-cyclic fatigue at a stage of their design and a residual lifetime at a stage of their operation. - Solved important tasks in the applied plan on lifetime prediction of the high-loaded designs elements of aircraft glider and a precision separator in cyclic statement (based on 2 105 cycles). Comparison of settlement results of program low-cyclic fatigue with natural experiments showed their satisfactory coincidence. | uk |
| dc.description.abstractru | Основной результат работы состоит в разработке новых физических уравнений теории циклической упруго-вязко-пластичности при сложном технологическом и эксплуатационном термосиловом нагружении; методов теоретико-экспериментального расчета ресурса эксплуатации изделий новой техники и определения остаточного ресурса ответственных высоконагруженных элементов конструкций разного назначения машиностроительного комплекса на стадии их эксплуатации. Теоретически обоснована новая обобщающая модель кинетики накопления рассеянных повреждений в КМ для условий сложного напряженного состояния, метод, алгоритм и программное обеспечение по прогнозированию ресурса эксплуатации объектов и конструкций из КМ разного назначения на стадии их проектирования и остаточного ресурса на стадии их эксплуатации. В результате выполнения научно-исследовательской работы получено: - Впервые разработана и обоснована новая феноменологическая модель кинетики накопления повреждений в КМ для условий сложного малоциклового нагружения (деформирования), которая базируется на основных положениях механики твердого деформированного тела, термодинамике необратимых процессов, механике поврежденных сред, теории вероятности и математической статистики. - Впервые разработан критерий разрушения анизотропного КМ энергетического типа (на стадии зарождения макротрещины) для условий сложного малоциклового нагружения. - Впервые установлено, что в условиях повторно-переменного нагружения (деформирования) в КМ проходят процессы накопления и залечивания микроповреждений. Установлены соответствующие количественные и качественные параметры поврежденности, которые учитываются в кинетическом уравнении и критерии разрушения. - Впервые получена и обоснована матрица дополнительного изменения объема и формы репрезентативного элемента КМ, которые вызваны накоплением рассеянных повреждений в условиях повторно-переменного сложного нагружения. Проведена трансформация матрицы изменения объема и формы при реверсном дефектообразовании в матрицу функции поврежденности. - Обосновано впервые связь матрицы функции поврежденности с тензором деформации и напряжений. Установлено, что матрица функции поврежденности коррелирует с тензором функции поврежденности в условиях реверсного нагружения (деформирования). - Впервые получены инвариантные величины, которые характеризуют параметры поврежденности в общем виде сложного напряженного состояния. Они основываются на двух механизмах разрушения: отрыв и срез. - Впервые получены соотношения для определения коэффициентов залечивания в АМ для условий повторно-переменного нагружения. Установлено, что для мягких режимов малоциклового нагружения упомянутые коэффициенты выше в сравнении с такими же для жёстких режимов. Установлены их количественные характеристики для целого ряда КМ в зависимости от их основных физико-механических характеристик. - Проведена модернизация испытательных стендов и усовершенствована методика беспрерывной диагностики кинетики рассеянного разрушения для разных траекторий программного малоциклового нагружения (деформирования) с учетом анизотропии основных физико-механических свойств КМ. - Разработан метод, алгоритм и программное обеспечение (на базе МКЭ) по прогнозированию ресурса эксплуатации элементов конструкций из КМ по параметру малоцикловой усталости на стадии их проектирования и остаточного ресурса на стадии их эксплуатации. - Решены важные в прикладном плане задачи по прогнозированию ресурса высоконагруженных элементов конструкций планера летательного аппарата и прецизионного сепаратора в циклической постановке (на базе 2 105 циклов). Сравнение расчетных результатов программной малоцикловой усталости с натурными экспериментами показало их удовлетворительное совпадение. | uk |
| dc.description.abstractuk | Основний результат роботи полягає в розробці нових фізичних рівнянь теорії циклічної пружно-в’язко-пластичності при складному технологічному та експлуатаційному термосиловому навантаженні; методів теоретико-експериментального розрахунку ресурсу експлуатації виробів нової техніки та визначення залишкового ресурсу відповідальних високонавантажених елементів конструкцій різного призначення машинобудівного комплексу на стадії їх експлуатації. Теоретично обґрунтована нова узагальнююча модель кінетики накопичення розсіяних пошкоджень в КМ для умов складного напруженого стану, метод та алгоритм і програмне забезпечення по прогнозуванню ресурсу експлуатації об’єктів і конструкцій із КМ різного призначення на стадії їх проектування та залишкового ресурсу на стадії їх експлуатації. Важливі нові результати роботи : – узагальнена феноменологічна модель пошкоджуваності анізотропних КМ для умов нестаціонарного мало- та багатоциклового експлуатаційного термосилового навантаження; – обґрунтований енергетичний критерій руйнування на стадії зародження макротріщини для названих умов складного термосилового навантаження; – комплексний розрахунково-експериментальний метод діагностики технічного стану та прогнозування ресурсу відповідальних елементів конструкцій (на основі сучасних методик неруйнівного контролю та узагальненого критерію руйнування), а також створення на його основі комп’ютеризованих систем діагностики; – розв’язано технологічні та експлуатаційні контактні задачі теорії пружно-в’язко- пластичності з обґрунтуванням ефективності технології обробки та технології з’єднань конструктивних елементів виробів нової техніки з метою прогнозування надійного ресурсу експлуатації; – конструкторсько-технологічні рекомендації по підвищенню міцності та довговічності конструкцій із КМ в зоні з’єднань. – отримані методики визначення показників заліковування мікропошкоджень при програмних режимах пружнопластичного режимів навантаження для умов складного напруженого стану. | uk |
| dc.format.page | 6 с. | uk |
| dc.identifier | 2516-ф | |
| dc.identifier.govdoc | 0112U002444 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/15975 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | НТУУ "КПІ" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.title | Розроблення узагальненого методу прогнозування ресурсу експлуатації елементів конструкцій із композиційних матеріалів при складному малоцикловому навантаженні з врахуванням пошкоджуваності | uk |
| dc.title.alternative | Разработка обобщенного метода прогнозирования ресурса эксплуатации элементов конструкций из композиционных материалов при сложном малоциклового нагрузке с учетом повреждаемости малоцикловому навантаженні з врахуванням пошкоджуваності | |
| dc.title.alternative | Development of the generalized lifetime prediction method for composite structural elements at complex low-cycle loading with damage | |
| dc.type | Technical Report | uk |
| thesis.degree.level | - | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 7.71 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: